手机卡顿、游戏掉帧、电脑处理大文件时慢如蜗牛,这些日常烦恼背后,有一场看不见的技术革命正在你电子设备的方寸之间悄然上演。

“你说这 DDR5 内存条咋就比 DDR4 贵那么多呢?”老王一边组装着新电脑,一边向店里的技术小哥发问。

“这可不是简单换代,里头门道多着呢!”技术小哥指着手里那条闪着金属光泽的内存条,“你看现在 DDR4 都停产了,价格反而翻倍,这市场就跟变戏法似的。”-2


01 内存的芯事

你可能不知道,每次在手机上滑动屏幕、在电脑上打开程序,都离不开一种叫做 DRAM 的芯片在工作。DRAM,中文名叫动态随机存取存储器,是现代电子设备的“短期记忆中枢”。

所有正在运行的程序和数据,都得先在这里过一遍-8

简单来说,DRAM 就像一个高速运转的数据中转站,负责在处理器和其他部件之间快速传递信息。它由无数个微小存储单元组成,每个单元由一个晶体管和一个电容构成-4

电容负责存储电荷(代表数据),而晶体管则像开关一样控制着数据的读写-6

有趣的是,DRAM 里的数据需要不断“刷新”才能保持不失真,因为它靠的是电容存储电荷,而电荷会自然泄漏。这个特性正是它被称为“动态”存储器的原因-4

相比静态存储器,DRAM 结构更简单,能在同样面积内塞进更多存储单元,成本也更低,因此成为了做大容量内存的首选-4

02 三足鼎立的内存江湖

如今的DRAM江湖已形成三足鼎立之势:面向电脑和服务器的 DDR,专为显卡打造的 GDDR,以及为移动设备而生的 LPDDR-1

这三兄弟虽同出一脉,却各自走上了不同的技术路线。

DDR 内存,也就是我们常说的内存条,已经进化到第五代。从 DDR4 到 DDR5,不仅仅是速度的提升,更是一次架构革新。DDR5 采用了双通道设计,速度直接翻倍,起步就是 4800MT/s,高频版本甚至能达到 6400MT/s-1

令人意外的是,正当 DDR5 准备大展拳脚时,老一代的 DDR4 却上演了一出“逆袭”大戏。由于三星、SK 海力士和美光三大巨头宣布将逐步停产 DDR4,导致市场供应紧张,价格不降反升,甚至一度超过了 DDR5-2

“这就像汽车市场,新款上市了,老款反而因为停产成了稀缺货。”一位业内人士这样形容。

与 DDR 追求低延迟不同,GDDR 走的是高带宽路线。这款专为图形处理而生的内存,从诞生起就与游戏产业紧密相连。

最新的 GDDR7 带宽可达惊人的 1.5TB/s,比前代高出 40%,能效也提升了 20%-1。当你沉浸在 3A 大作的精美画面中时,正是 GDDR 在背后默默输送着海量纹理数据。

03 移动时代的功耗之战

如果说 DDR 和 GDDR 还在追求极致的性能,那么 LPDDR 则把重点放在了功耗控制上。这款为移动设备量身打造的低功耗内存,已经成为了智能手机和平板的标配。

从 LPDDR4 到 LPDDR5X,每一代进步都意味着更长的续航和更流畅的体验-1

特别值得一提的是 LPDDR5X,它在各个场景下的功耗都有显著降低:短视频功耗降低 30%,长视频降低 25%,游戏也能降低 30%-1

这意味着同样电池容量下,你的手机可以多看几集剧,多玩几局游戏。

SK 海力士甚至首次将 HKMG(高K金属栅)工艺应用于移动 DRAM,进一步降低了泄漏电流,提高了芯片可靠性-1。这种对能效的极致追求,正是移动设备能够在轻薄机身内实现强大性能的关键。

04 未来已来的技术革命

随着人工智能和高效能运算的兴起,传统 DRAM 面临新的挑战与机遇。HBM(高带宽存储器)技术异军突起,通过将多颗 DRAM 垂直堆叠,大幅提升了数据处理性能-7

SK 海力士目前在这一领域占据领先地位,已开始向英伟达供应 HBM4 样品-5

3D DRAM 则是另一个重要发展方向。随着平面 DRAM 制程逼近物理极限,产业开始转向立体化。

三星、SK 海力士、美光等大厂都在积极布局,三星甚至研发了 VCT(垂直通道晶体管)DRAM 技术-7

“未来的 DRAM 可能会像现在的 3D NAND 闪存一样,向立体要空间。”一位行业观察者指出。这种立体堆叠不仅能够提升存储密度,还能在性能与功耗之间找到更好的平衡点。

在制造工艺方面,DRAM 技术节点已进入 1x、1y、1z、1a、1b 的命名时代,每一代都更加接近 10nm 的技术节点-3

三星、美光和海力士均已商业化基于 1a 和 1b 节点的产品,而中国厂商长鑫存储也在 2023 年发布了基于 18.5nm 工艺的 LPDDR5 产品-3

05 定制化时代的到来

个性化需求正在推动 DRAM 产业向定制化方向发展。各大科技公司不再满足于通用解决方案,而是要求存储厂商根据其特定需求进行定制-5

SK 海力士副总裁曾表示:“所有主要科技公司都来找我们,要求我们做定制 HBM。”-5

从 HBM4 开始,DRAM 产品将越来越多地转向定制化路线。这种定制不仅仅是容量和速度的调整,更包括将基础芯片功能集成进由客户设计的逻辑芯片中,实现更紧密的内存与处理器集成-5

对于普通消费者来说,DRAM 技术的这些演进意味着更流畅的体验、更低的功耗和更多个性化选择。当你下次选购电子设备时,不妨多留意一下它所使用的内存类型和规格。

那不仅仅是几个字母和数字的组合,而是一段浓缩的技术进化史,一个关于人类如何不断突破数据存储与处理极限的故事。


网友们也在问

网友A:听说DDR4要停产了,那我该趁现在囤点货吗?

这事儿得看你的具体需求。确实,三星、SK海力士和美光这几大原厂都宣布了DDR4的停产计划,导致市场上出现了恐慌性采购,价格也一路飙升-2。但如果你是普通消费者,囤货可能不是明智之举。

因为大部分新平台(比如英特尔和AMD的新一代主板)已经主要支持DDR5了,而且DDR5的价格随着产能提升正在逐渐变得亲民-1

除非你手头有老设备需要维修,或者计划在未来一两年内组装一台中低端配置的电脑(这类平台可能仍会支持DDR4),否则没必要大量囤积。技术产品买新不买旧是普遍规律,DDR5在性能、能效上的优势是实实在在的-2

网友B:LPDDR5和LPDDR5X对我打游戏来说差别大吗?体现在哪里?

差别确实有,而且能直接感知到,尤其是在玩高画质、高帧率的大型手游时。LPDDR5X可以看作是LPDDR5的“满血优化版”。

最直接的提升就是带宽更高、延迟更低,这意味着游戏加载纹理、处理复杂场景(比如团战)时会更加流畅,减少卡顿-1。另一个关键点是功耗降低,综合日常使用的功耗可比LPDDR5降低20%左右,游戏时功耗降低幅度能达到30%-1

这意味着,如果你的手机搭载了LPDDR5X,在玩同样一款游戏时,不仅帧率可能更稳,手机发热和耗电也会更少,续航时间更长。所以,如果你是个重度手游玩家,在选择下一部手机时,可以把是否搭载LPDDR5X内存作为一个重要的参考指标。

网友C:老听说HBM很厉害,它和咱们电脑里的普通内存(比如DDR5)到底有啥根本区别?

根本区别在于设计架构和应用场景,你可以把它们理解为“特种兵”和“常规部队”。

DDR5是“常规部队”,通过提高单个“士兵”(内存颗粒)的速度和效率来工作,它通过主板上的通道与CPU通信,设计目标是低延迟,适合CPU处理各种复杂的串行任务-1

HBM是“特种兵”,它采用了“堆叠”这种颠覆性设计。把多个内存颗粒像搭积木一样垂直堆叠在一起,并通过硅通孔(TSV)技术进行超高速互联,然后与GPU/AI处理器并排封装在同一块基板上-7

这种做法的核心目标是实现极高的带宽,适合GPU、AI加速卡进行海量数据的并行计算-1。简单说,DDR5负责快速响应CPU的“点对点”指令,而HBM则负责为GPU的“狂轰滥炸”式并行计算提供海量数据洪流。HBM主要用于顶级显卡、AI服务器和超级计算机,而DDR5则是我们个人电脑和服务器的通用选择。